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本文正在参加星光计划3.0–夏日挑战赛

作者：巴延兴

1. WiFi简介

1.1 WiFi介绍

WiFi是一种无线通信技术，可以将个人电脑、手持设备（如pad、手机）等终端以无线方式互相连接。WiFi网络是使用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为媒介，提供传统局域网的功能，使用户真正实现随时随地随意的宽带网络接入。

WiFi主要遵循IEEE802.11系列协议标准，该通信协议于1996年由澳洲的研究机构CSIRO提出，WiFi凭借其独特的技术优势，被公认为是目前最为主流的WLAN（无线局域网）技术标准。随着WiFi无线通信技术的不断优化和发展，目前主要的通信协议标准有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac、802.11ax，根据不同的协议标准主要有两个工作频段，分别为2.4GHz和5.0GHz。

下表简单介绍了各个标准的发布时间和特点。

1.2 基本概念

1.2.1 WiFi网络结构

WiFi无线网络中包含了一些基本的组成元素如工作站，接入点等，以下介绍WiFi网络中一些基础概念。

（1）工作站（Station）

工作站是指配备无线网络接口的终端设备（计算机、手机等），构建网络的目的就是为了在工作站间传送数据。

（2）接入点（Access Point）

802.11网络所使用的帧必须经过转换，方能被传递至其他不同类型的网络。具备无线至有线（wireless-to-wired）的桥接功能的设备称为接入点，简称AP。

（3）无线媒介（Wireless medium）

802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。

（4）分布式系统（Distribution system）

几个接入点串联起来可以覆盖一块比较大的区域，接入点之间相互通信可以掌握移动式工作站的行踪，这就组成了一个分布式系统。分布式系统属于802.11的逻辑组件，负责将帧（frame）传送至目的地，分布式系统是接入点间转发帧的骨干网络，因此通常称为骨干网络（backbone network），基本都是以太网（Ethernet）。

​ 图1 WiFi分布式系统组成

如图，在分布式网络拓扑结构中，有几个基本概念：

1）基本服务集（BSS）

由一组彼此通信的工作站组成，这里只讨论基础型BSS，一个热点覆盖的范围称为一个BSS。

2）扩展服务集（ESS）

多个BSS可以构成一个扩展网络，称为扩展服务集（ESS）网络，一个ESS网络内部的STA可以互相通信，是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。

连接BSS的组件称为分布式系统（Distribution System，DS）。

3）SSID

Service Set ID，服务集标识。

SSID是让网管人员为服务集合（SS）指定的识别码，组成ESS的所有BSS都会使用相同的SSID。

4）BSSID

Basic Service Set ID，基本服务集标识。

在基础网络里，BSSID就是接入点（AP）使用的MAC地址。

5）ESSID

Extended Service Set ID，扩展服务集标识。

因为ESS中所有BSS使用同一标识，所以ESSID就是SSID。

1.2.2 WiFi网络安全技术

IEEE802.11技术从出现开始，就一直为安全问题困扰。继因安全性问题被指责的WEP后，Wifi联盟先后推出了WPA和WPA2安全标准以及最新的WPA3标准。下面对常见的这几种安全标准做简单说明。

l WEP（Wired Equivalent Privacy，有线等效加密），是IEEE802.11最初提出的基于RC4流加密算法的安全协议，存在加密流重用、密钥管理等问题，已基本被弃用。

l WPA（WiFi Protected Access，WiFi保护访问），WiFi联盟在IEEE802.11i草案基础上制定的一项无线网络安全技术，目的在于替代传统WEP安全技术，分为WPA Personal（pre-shared key身份验证）和WPA Enterprise。WPA使用临时密钥完整性协议（Temporal Key Integrity Protocol，TKIP），提高了无线网络的安全性。

l WPA2是WPA的加强版，支持高级加密协议（Advanced Encryption Standard，AES），使用计数器模式密码块链消息完整码协议（CCMP），安全性比WPA有进一步提升。

l WPA3是Wi-Fi联盟组织于2018年1月8日发布的Wifi新加密协议，是WPA2技术的后续版本。WPA3支持SAE（对等同步认证）以及具有192位加密功能的WPA3-Enterprise，比WPA2更安全。

1.2.3 WiFi工作模式

鸿蒙系统的WiFi组件在驱动支持的前提下，可以支持三种工作模式：STATION模式、AP模式和P2P模式。

• STATION模式，就是2.2.1中讲到的工作站，也就是无线局域网中的一个客户端，这是Wifi最基本的工作模式，通过连接其他接入点访问网络。

• AP模式也就是接入点模式，即设备作为接入点，为无线局域网中的客户端提供网络接入功能，大多数终端设备称其为hotspot（热点）或者softap，通过wifi的AP模式，可以将设备的运营商数据网络共享给接入的客户端，实现随时随地的网络资源共享。

• P2P模式是WFA（WiFi联盟）推出的一项与蓝牙类似的技术，允许设备间一对一直连，无需通过AP即可相互连接。P2P模式中的设备，称为P2P Device，P2P设备组成的网络叫P2P Group。在P2P网络中，P2P Device有两个角色，一个是GO（Group Owner），其作用类似于AP；另一个角色是GC（Group Client），类似于工作站（Station）。P2P设备完成协商组建为一个P2P网络的时候，有且只能有一个设备作为GO，其他设备做为GC。Wifi P2P模式传输速度和传输距离比蓝牙有大幅提升，但功耗也要比蓝牙高。

2. WiFi子系统介绍

本章主要讲解鸿蒙系统中WIFI子系统的架构组成以及部分关键模块的实现。

2.1 系统架构简介

​

图1 WiFi系统架构图

如图1所示，鸿蒙WiFi系统是典型的分层结构，自上而下包括：

主要包含鸿蒙提供的settings应用，该应用是典型的用户使用WiFi的方式，提供用户可见的设置界面，提供WiFi开关、WiFi扫描、连接断开等基本功能。

应用代码通过导入接口类，从而调用下层WIFI Native提供的JS接口，这部分实现的代码在以下目录中：

applications\standard\settings

• Wifi Native JS

这部分应用了Node.js推出的用于开发C原生模块的接口N-API技术，对框架提供的C接口进行封装，为应用提供了调用WiFi功能的JS接口。

这部分代码在以下目录中：

foundation\communication\wifi\interfaces

• WiFi框架

主要包含wifi服务的实现。其中，

wifi_manager_service负责管理STA、SCAN、AP、P2P等服务的加载和卸载。

wifi_ap_service实现AP模式的状态机管理和事件处理。

wifi_p2p_service实现P2P模式的状态机管理和事件处理。

wifi_scan_service实现SCAN时的状态机管理和事件处理。

wifi_sta_service实现STA模式的状态机管理和事件处理。

wifi_idl_client实现了与Wifi HAL进行RPC通信的客户端。

dhcp_manager_service实现DHCP管理服务，启动DHCP客户端或者DHCP服务器。

dhcp_client_service是DHCP客户端的实现。

dhcp_server是DHCP服务器的实现。

这部分代码在以下目录中：

foundation\communication\wifi\services\wifi_standard\wifi_framework

• Wifi HAL

Wifi HAL提供RPC服务端，响应WiFi框架的远程调用，HAL的主要功能是适配WPA Supplicant，负责启动wpa_supplicant或者hostapd并添加网络接口，向wpa_supplicant或hostapd发送控制命令完成WiFi相关的业务操作。Wifi HAL作为wpa_supplicant的适配层，依赖wpa_supplicant的libwpa_cli库。

这部分代码在如下目录中：

foundation\communication\wifi\services\wifi_standard\wifi_hal

• WPA Supplicant

包含libwpa、libwpa_client库和wpa_cli、wpa_supplicant、hostapd可执行程序。

libwpa是一个包含了wpa_suppliant和hostapd具体实现的库，Wifi HAL启动WPAS就是通过加载libwpa库，去执行wpa_supplicant或hostapd的入口函数。WPAS是一个开源项目，其中，wpa_supplicant是wpa的认证客户端，负责完成认证相关的登录、加密等工作，hostapd包含了IEEE802.11接入点管理、IEEE802.1X/WPA/WPA2认证、EAP服务器以及Radius鉴权服务器功能。

libwpa_client是一个给客户端连接和调用的库，提供创建与wpa_supplicant或hostapd通信控制接口的能力。

wpa_cli和wpa_supplicant是客户端和服务器的关系，通过wpa_cli可以向wpa_supplicant发送命令，进行扫描、连接等做操作，可用来进行Wifi功能的验证，Wifi HAL也是wpa_supplicant的客户端。

wpa_supplicant和hostapd可执行程序依赖libwpa，启动这两个可执行程序，可以运行WPAS提供的所有功能。

这部分所处的路径为：

third_party\wpa_supplicant\wpa_supplicant-2.9_standard

• WiFi驱动框架

鸿蒙提供了HDF驱动框架的WiFi驱动模型，可实现跨操作系统迁移，自适应器件差异，模块化拼装编译等功能。各WiFi厂商驱动开发人员可根据WiFi模块提供的向下统一接口适配各自的驱动代码。

包含linux内核标准的Wifi驱动程序和协议。

2.2 关键模块实现

2.2.1 进程间通信

Native JS和Wifi框架通过IPC（Inter-Process Communication）进行通信，实现接口调用及事件传递。IPC通信采用客户端-服务器（Client-Server）模型，服务请求方（Client）可获取提供服务提供方（Server）的代理 （Proxy），并通过此代理读写数据来实现进程间的数据通信。

在鸿蒙系统中，首先服务端注册系统能力（System Ability）到系统能力管理者（System Ability Manager，缩写SAMgr），SAMgr负责管理这些SA并向客户端提供相关的接口。客户端要和某个具体的SA通信，必须先从SAMgr中获取该SA的代理，然后使用代理和服务端通信，Proxy表示服务请求方，Stub表示服务提供方。

Wifi系统对不同模式各实现了一套Proxy-Stub类，分别是WifiDeviceProxy和WifiDeviceStub、WifiHotspotProxy和WifiHotspotStub、WifiP2pProxy和WifiP2pStub、WifiScanProxy和WifiScanStub，对于不同业务流程进行了分离。

WifiDeviceProxy和WifiDeviceStub类图

以WifiDeviceProxy和WifiDeviceStub为例，分别从服务方和代理方说明实现过程。

WiFi框架提供服务方WifiDeviceStub，继承IRemoteStub，实现了IWifiDevice接口类中未实现的方法，并重写了OnRemoteRequest方法。Proxy请求方发来的请求就在OnRemoteRequest中处理。

1. int WifiDeviceStub::OnRemoteRequest(uint32\_t code, MessageParcel &data, MessageParcel &reply, MessageOption &option)

2. {

3. int exception = data.ReadInt32();

4. if (exception) {

5. return WIFI\_OPT\_FAILED;

6. }

7.

8. HandleFuncMap::iterator iter = handleFuncMap.find(code);

9. if (iter == handleFuncMap.end()) {

10. WIFI\_LOGI("not find function to deal, code %{public}u", code);

11. reply.WriteInt32(0);

12. reply.WriteInt32(WIFI\_OPT\_NOT\_SUPPORTED);

13. } else {

14. (this-\>\*(iter-\>second))(code, data, reply);

15. }

16.

17. return 0;

18. }

以开关wifi接口处理函数为例，WifiDeviceStub对proxy请求事件和相应处理函数进行了映射。

1. handleFuncMap[WIFI\_SVR\_CMD\_ENABLE\_WIFI] = &WifiDeviceStub::OnEnableWifi;

2. handleFuncMap[WIFI\_SVR\_CMD\_DISABLE\_WIFI] = &WifiDeviceStub::OnDisableWifi;

WifiDeviceServiceImpl继承WifiDeviceStub类和SystemAbility类，是IPC通信服务方的具体实现，如以下代码所示，WifiDeviceServiceImpl通过MakeAndRegisterAbility将WifiDeviceServiceImpl实例注册到SAMgr。接下来，服务请求方就可以通过从SAMgr获取代理来和服务提供方通信。

1. const bool REGISTER\_RESULT = SystemAbility::MakeAndRegisterAbility(WifiDeviceServiceImpl::GetInstance().GetRefPtr());

2.

3. sptr\<WifiDeviceServiceImpl\> WifiDeviceServiceImpl::GetInstance()

4. {

5. if (g\_instance == nullptr) {

6. std::lock\_guard\<std::mutex\> autoLock(g\_instanceLock);

7. if (g\_instance == nullptr) {

8. auto service = new (std::nothrow) WifiDeviceServiceImpl;

9. g\_instance = service;

10. }

11. }

12. return g\_instance;

13. }

14.

15. WifiDeviceServiceImpl::WifiDeviceServiceImpl()

16. : SystemAbility(WIFI\_DEVICE\_ABILITY\_ID, true), mPublishFlag(false), mState(ServiceRunningState::STATE\_NOT\_START)

17. {}

WifiDeviceProxy继承自IRemoteProxy，封装WiFi Station模式相关业务函数，调用SendRequest将请求发到服务端Stub。

WiFi Native JS作为服务请求方构造代理WifiDeviceProxy，WifiDeviceImpl实例初始化时通过Init函数构造WifiDeviceProxy，步骤如下：

首先，获取SAMgr。

然后，通过SAMgr及相应的ability id获取到对应SA的代理IRemoteObject。

最后，使用IRemoteObject构造WifiDeviceProxy。

1. bool WifiDeviceImpl::Init()

2. {

3. sptr\<ISystemAbilityManager\> sa\_mgr = SystemAbilityManagerClient::GetInstance().GetSystemAbilityManager();

4. if (sa\_mgr == nullptr) {

5. WIFI\_LOGE("failed to get SystemAbilityManager");

6. return false;

7. }

8.

9. sptr\<IRemoteObject\> object = sa\_mgr-\>GetSystemAbility(systemAbilityId\_);

10. if (object == nullptr) {

11. WIFI\_LOGE("failed to get DEVICE\_SERVICE");

12. return false;

13. }

14.

15. client\_ = iface\_cast\<IWifiDevice\>(object);

16. if (client\_ == nullptr) {

17. client\_ = new (std::nothrow) WifiDeviceProxy(object);

18. }

19.

20. if (client\_ == nullptr) {

21. WIFI\_LOGE("wifi device init failed. %{public}d", systemAbilityId\_);

22. return false;

23. }

24.

25. return true;

}

WifiDeviceProxy通过Remote()->SendRequest()发送请求，服务方通过OnRemoteRequest进行处理。以EnableWifi为例：

1. ErrCode WifiDeviceProxy::EnableWifi()

2. {

3. if (mRemoteDied) {

4. WIFI\_LOGD("failed to `%{public}s`,remote service is died!", \_\_func\_\_);

5. return WIFI\_OPT\_FAILED;

6. }

7. MessageOption option;

8. MessageParcel data;

9. MessageParcel reply;

10. data.WriteInt32(0);

11.

12. int error = Remote()-\>SendRequest(WIFI\_SVR\_CMD\_ENABLE\_WIFI, data, reply, option);

13. if (error != ERR\_NONE) {

14. WIFI\_LOGE("Set Attr(%{public}d) failed,error code is %{public}d", WIFI\_SVR\_CMD\_ENABLE\_WIFI, error);

15. return WIFI\_OPT\_FAILED;

16. }

17.

18. int exception = reply.ReadInt32();

19. if (exception) {

20. return WIFI\_OPT\_FAILED;

21. }

22. return ErrCode(reply.ReadInt32());

23. }

2.2.2 状态机管理

Wifi框架维护了四个状态机，分别是sta statemachine、scan statemachine、p2p statemachine和ap statemachine。Wifi各个模式工作流程中会涉及到各个不同的阶段，需要对不同阶段的状态进行管理。对于Native JS通过代理发送到Wifi框架的请求以及HAL回送的WPA Supplicant的响应，需要在相应模式的相应状态下做合适的处理。

本章仅介绍Wifi基本模式sta和scan的状态机。

Sta状态机树状图

Sta状态机维护了wifi打开、关闭、连接、获取IP及漫游的状态及切换。Wifi打开时，会启动staService，构造sta statemachine并初始化。如sta状态机树状图所示，sta statemachine在初始化时，会创建状态树，创建子状态必须保证相应的父状态被创建。当迁移到子状态，子状态激活，也就是执行GoInState后，其父节点会同时处于激活状态，不会调用GoOutState，子节点共同需要处理的事件或者不关心的事件由父状态处理，子状态只负责处理自己感兴趣的消息。

Sta状态机迁移图

比如wifi打开时，状态机从InitState迁移到目标状态SeparatedState，这时处于激活状态的有WpaStartedState及LinkState。

当wifi关闭时，WpaStartedState处理WIFI_SVR_CMD_STA_DISABLE_WIFI事件，关闭wifi，回到InitState状态。

当用户连接网络时，LinkState处理CMD_START_CONNECT_SELECTED_NETWORK事件进行连接网络的动作，收到WIFI_SVR_CMD_STA_NETWORK_CONNECTION_EVENT后，状态迁移到GetIpState状态，同时ApLinkedState状态处于激活。在GetIpState状态，如果IP地址分配成功，则进入LinkedState。如果分配失败，则回到SeparatedState。

不管是在GetIpState还是在LinkedState，只要收到断开网络请求WIFI_SVR_CMD_STA_DISCONNECT，都由ApLinkedState处理，进入SeparatedState。

Scan状态机维护了wifi普通扫描，pno扫描（硬件扫描和软件扫描）的状态及切换过程。

这里对PNO扫描稍加说明，PNO扫描即Preferred Network Offload，用于系统在休眠的时候连接WiFi，当手机休眠时，存在已经保存的网络并且没有连接时，进行PNO扫描，只扫描已保存的网络。PNO模式能让设备在熄屏时通过搜索最近连接过的Wifi网络，从而优先连接至Wifi网络，达到延长续航时间并且减少手机数据流量消耗的目的。

Wifi打开后，启动scanService同时构造scan statemachine并初始化，与sta statemachine相同，scan statemachine按照Scan状态机树状图所示创建状态机各个状态。

Scan状态机迁移

scan statemachine初始化时设置状态为InitState，随后发送CMD_SCAN_PREPARE给InitState，进入HardwareReady状态。

处于HardwareReady状态时Native JS调用scan接口进行扫描，HardwareReady会收到CMD_START_COMMON_SCAN消息进入CommonScanning状态，扫描成功、失败或者超时后进入CommonScanUnworked状态，如果这时候再次发起扫描则会回到CommonScanning状态。

处于HardwareReady状态时发起PNO扫描时，首先判断系统是否支持硬件PNO扫描，如果支持，则进入PnoScanHardware状态，向底层下发PNO扫描命令。

在PnoScanHardware状态，如果收到PNO扫描结果通知，并且NeedCommonScanAfterPno为true，则进入CommonScanAfterPno状态，等收到CMD_START_COMMON_SCAN进入CommonScanning，或者收到普通扫描命令，进入HardwareReady状态准备进行普通扫描，否则一直处于PNO硬件扫描状态。

当发起PNO扫描后，如果系统不支持硬件PNO扫描，则进入PnoScanSoftware状态，启动一次软件PNO扫描，进入PnoSwScanning状态，扫描成功或者失败或者超时后进入PnoSwScanFree状态。

在PnoSwScanFree状态，收到CMD_START_COMMON_SCAN命令，则回到HardwareReady状态准备进行一次普通扫描；如果收到PNO扫描命令则回到PnoSwScanning状态。

2.2.3 WPA Supplicant

wpa_supplicant框架图

wpa_supplicant是一个独立运行的守护进程，其核心是一个消息循环，在消息循环中处理WPA状态机、控制命令、驱动事件、配置信息等。

wpa_supplicant由启动，通过创建两个上行接口，通过这两个接口进行命令发送和事件监听；通过通信实现下行接口，与内核进行通信，下发命令和获取消息。

3. WiFi业务流程

3.1 WiFi Station流程

3.1.1 打开流程

wifi启动时序

上图为wifi启动时序图，其中WifiDeviceImpl是Native JS层WifiDevice的实现类。

WifiDeviceServiceImpl是Wifi框架层对Navtive JS端IPC通信服务的实现类。

StaService是Wifi框架层Station服务的主要实现，通过创建StaStateMachine和StaMonitor对Wifi Station命令和事件进行处理。如上图中所示，调用Native JS中的EnableWifi接口，首先获取WifiDevice实例，调用该实例提供的EnableWifi。 然后通过WifiDeviceProxy向Stub发送请求，Stub响应请求。

Stub服务端实现了EnableWifi的实现逻辑，首先，构造StaService并进行初始化，StaService初始化时构造StaStateMachine并初始化状态机，进入InitState状态，接下来构造StaMonitor并初始化，注册事件回调函数。StaMonitor主要对AP连接状态改变等事件进行处理。

这些准备工作做完后，就是真正执行EnableWifi的流程。

StaService向StaStateMachine发送WIFI_SVR_CMD_STA_ENABLE_WIFI消息，StaStateMachine转化为WIFI_SVR_CMD_STA_START_SUPPLICANT消息后通过wifi_idl_client向wifi hal发起RPC调用"Start"。

Wifi Hal作为RPC服务端，启动后调用InitRpcFunc初始化RPC函数，然后CreateRpcServer，最后调用RunRpcLoop循环读取远程调用信息，处理客户端请求。

InitRpcFunc中Map了"Start"消息的处理函数，PushRpcFunc("Start", RpcStart)。RpcStart实际操作实现在wifi_hal_sta_interface的Start函数，主要做了三步操作：

1. start supplicant

命令：wpa_supplicant -iglan0 -g/data/misc/wifi/sockets

1. Add a new interface wlan0

命令：interface_add wlan0 /data/misc/wifi/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

1. 构造并初始化WifiWpaStaInterface，封装了wpa_supplicant关于STA的操作命令。

以上三步成功后，RPC调用返回WIFI_HAL_SUCCESS。

StaStateMachine在EnableWifi成功后，执行OnStaOpenRes回调，在此回调里，广播wifi状态改变消息，构造ScanService并初始化。初始化过程做了这几件事：

1. 构造ScanStateMachine并初始化，调用EnrollScanStatusListener绑定Scan状态上报事件的处理函数。

2. 构造ScanMonitor并初始化，在初始化函数中调用RegisterSupplicantEventCallback，注册supplicant事件回调。

3.1.2 扫描流程

​ Wifi扫描时序

上图为WiFi扫描时序图，其中WifiScanImpl是Native JS层WifiScan的实现类。

WifiScanServiceImpl是Wifi框架层对Navtive JS端IPC通信服务的实现类。

ScanService是Wifi框架层Scan服务的主要实现，通过创建ScanStateMachine和ScanMonitor对Wifi Station命令和事件进行处理。

当应用调用Native JSOL的Scan接口，与WiFi打开过程类似，会通过获取WifiScan实例，调用C++接口，最终通过WifiScanProxy向服务框架发送WIFI_SVR_CMD_FULL_SCAN请求。

收到请求，WifiScanServiceImpl调用ScanService，构造scanConfig，然后向ScanStateMachine发送CMD_START_COMMON_SCAN命令并携带scanConfig。

ScanStateMachine如果处于HardwareReady等可以发起扫描的激活状态下，则进行获取扫描参数的操作，并校验Scan类型是否合法，之后转换扫描参数，通过RPC调用HAL的scan操作，HAL得去scan配置参数后，向supplicant发送SCAN命令。

接着获取扫描结果，时序图如下：

​ 获取扫描结果

Supplicant执行扫描成功后，调用WifiHalCbNotifyScanEnd(WPA_CB_SCAN_OVER_OK)通知扫描成功。ScanMonitor执行回调，向ScanStateMachine发送SCAN_RESULT_EVENT事件：

pScanStateMachine->SendMessage(static_cast<int>(SCAN_RESULT_EVENT));

ScanStateMachine处理事件，远程调用wifi hal获取扫描结果。

WifiHal返回扫描结果给ScanStateMachine后，ScanStateMachine构造ScanStatusReport，包含scanInfoList和status，交给回调函数ScanService::HandleScanStatusReport处理。

ScanService拿到扫描结果，主要做的事是调用WifiSettings的SaveScanInfoList(filterScanInfo)，将扫描结果保存。之后，调用native js的GetScanInfos接口，通过WifiScanServiceImpl调用WifiSettings的GetScanInfoList获取到保存的扫描结果。

扫描结果中包含的信息如下，一般常用到的信息有：

Bssid - 扫描到的AP的mac地址

Ssid - 扫描到的AP的标识名称

Band - 支持频段为2.4G还是5G

securityType - 安全类型:

OPEN/WEP/PSK/EAP/SAE/EAP_SUITE_B/OWE/WAPI_CERT/WAPI_PSK

3.1.3 连接流程

Wifi连接时序图

Native JS调用connectToDevice连接选择的wifi网络，通过IPC代理发送请求，调用到staService的ConnectToDevice函数。

StaService首先调用AddDeviceConfig，在这个函数中主要做了两件事：

调用GetNextNetworkId，通过HAL向supplicant发送ADD_NETWORK命令，得到netwrok id，保存在WifiDeviceConfig。

调用ConvertDeviceCfg，在StaStateMachine中将网络配置参数转换为idl参数，然后调用HAL的SetDeviceConfig函数，向supplicant发送SET_NETWORK命令。

StaService在调用AddDeviceConfig得到networkid并且设置配置参数到supplicant成功后，向StaStateMachine发送消息，向supplicant发送EnableNetwork、SELECT_NETWORK以及SAVE_CONFIG命令，supplicant根据收到的命令完成AP的连接管理。

Supplicant连接成功后，回送事件，经过，转换为由的回调函数处理，发送消息给，状态机进入，获取，静态或者获取成功后，继续调用检查网络连接状态。

3.2 WiFi P2P流程

3.2.1 设备发现流程

​ p2p设备发现时序图

WiFi框架调用DiscoverDevices启动WiFi P2P设备搜索，DiscoverDevices主要的工作是调用WIFI HAL的WpaP2pCliCmdP2pFound函数，向wpa_supplicant发送P2P_FIND命令。

wpa_supplicant收到P2P_FIND后，就会开始搜索周边的P2P设备，如果找到，给WIFI HAL HAL发送P2P_EVENT_DEVICE_FOUND事件，这个event会带有对方设备的信息，包括MAC地址、device type、设备名字以及config methods等。

WiFi HAL收到这样的event后，会将P2P_EVENT_DEVICE_FOUND事件携带的数据封装成HidlP2pDeviceInfo，通过RPC服务端回送给WiFi框架。

作为PRC客户端，WiFi框架收到HAL事件P2P_DEVICE_FOUND_EVENT对应的事件WIFI_IDL_CBK_CMD_P2P_DEVICE_FOUND_EVENT，读取HidlP2pDeviceInfo，发送P2P_EVENT_DEVICE_FOUND事件通知wifiP2pStateMachine。

wifiP2pStateMachine调用WifiP2pDeviceManager的UpdateDeviceSupplicantInf函数，更新并保存本地设备列表之后调用BroadcastP2pPeersChanged发送设备列表改变的通知。

注册了相关事件监听的应用，在收到通知后调用QueryP2pDevices获取设备列表。

QueryP2pDevices最终调用WifiP2pDeviceManager的GetDevicesList获取本地保存的设备列表。

3.3 WiFi 热点流程

热点启动时序图

上图为WiFi热点启动时序图，其中WifiHotspotImpl是Native JS层WifiHotspot的实现类。

WifiHotspotServiceImpl是Wifi框架层对Navtive JS端IPC通信服务的实现类。

ApService是Wifi框架层AP服务的主要实现，通过创建ApStateMachine和ApMonitor对Wifi热点命令和事件进行处理。

WifiHotspotImpl通过IPC调用框架WifiHotspotServiceImpl的EnableHotspot，首先检查是否处于飞行模式或者省电模式，在这两种模式中禁用热点，返回相应的错误码。然后加载APService并初始化，注册WifiManager的回调函数到APService并通过APService向APStateMachine发送CMD_START_HOTSPOT消息，APStateMachine切换到ApStartedState状态。

进入启动状态时：

启动APMonitor，RegisterApEvent到WifiApHalInterface处理工作站接入或离开事件以及热点状态变化事件。

调用WifiApHalInterface的StartAp启动hostapd，构造WifiHostapdHalDevice并创建于hostapd通信的控制接口ctrlConn和ctrlRecv，ctrlConn用于向hostapd发送命令，ctrlRecv用于接收从hostapd通知的事件。

调用WifiApHalInterface的SetSoftApConfig对softap进行配置，基本配置信息包括：ssid（wifi热点名称）、热点密码以及安全类型（可选的有无加密、WPA-PSK和WPA2-PSK）、最大连接数、支持频带及信道等。通过RPC调用，向hostapd下发以下一系列命令：

SET wpa_passphrase：设置密码

SET ssid：设置热点名称

SET wpa：设置加密类型 0为NONE，1为WPA-PSK，2位WPA2-PSK

SET hw_mode：设置频段，参数分别为"any"、"g"（2.4G）、"a"（5G）

SET channel：设置信道

SET max_num_sta：设置最大连接数

RELOAD：重新加载配置

DISABLE：关闭AP

ENABLE：使能AP

Hostapd处理完以上命令之后，会上报AP-ENABLED，HAL通知ApMonitor将其转化为CMD_UPDATE_HOTSPOTCONFIG_RESULT给到ApStartedState，ApStartedState启动DHCP服务器，负责为连接的工作站分配IP，最后通过之前注册在状态机的回调函数通知上层AP状态变为AP_STATE_STATED。

当有工作站连接热点，底层连接成功后，hostapd会向HAL发送AP-STA-CONNECTED消息，通知ApMonitor后发送命令CMD_STATION_JOIN到ApStateMachine，调用ApStationsManager通过WifiSettings添加连接设备的信息，之后广播COMMON_EVENT_WIFI_AP_STA_JOIN事件，应用通过注册该事件监听知道有设备连接。

4. WiFi接口说明

WiFi基础功能由@ohos.wifi类提供，其接口(JS接口)说明如下。

| 接口名 | 描述 |

| ------------------------------------------------------------ | :-------------------------------------------------------: |

| function enableWifi(): boolean | 打开WiFi |

| function disableWifi(): boolean | 关闭WiFi。 |

| function isWifiActive(): boolean | 查询WiFi是否处于打开状态。 |

| function scan(): boolean | 发起WiFi扫描。 |

| function getScanlnfos():Promise<Array<WifiScanlnfo>>function getScanlnfos(callback: AsyncCallback<Array<WifiScanlnfo>>): void | 获取WiFi扫描结果，接口可采用promise或callback 方式调用。 |

| function addDeviceConfig(config: WifiDeviceConfig):Promise<number>function addDeviceConfig(config: WifiDeviceConfig, callback: AsyncCallback<number>): void | 添加WiFi的配置信息，接口可采用promise或callback方式调用。 |

| function connectToNetwork(networkld: number): boolean | 连接到WiFi网络。 |

| function connectToDevice(config: WifiDeviceConfig):boolean | 连接到WiFi网络。 |

| function disconnect(): boolean | 断开WiFi连接。 |

| function getSignalLevel(rssi: number, band: number):number | 获取WiFi信号强度。 |

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